Nghiên cứu sự tạo phức đơn, đa phối tử của một số nguyên tố đất hiếm (Er, Tm, Yb) với l - phenylalanin và axetyl axeton trong dung dịch nước

Trong bài báo này, trình bày kết quả xác định hằng số bền, các hàm nhiệt động ∆G0, ∆H0 và ∆S0 của các phản ứng tạo phức đơn, đa phối tử giữa các NTĐH (Er, Tm, Yb) với L – phenylalanin và axetyl axeton trong dung dịch nước.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu sự tạo phức đơn, đa phối tử của một số nguyên tố đất hiếm (Er, Tm, Yb) với l - phenylalanin và axetyl axeton trong dung dịch nướcTạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 19, Số 3/2014NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC ĐƠN, ĐA PHỐI TỬ CỦA MỘT SỐNGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM (Er, Tm, Yb) VỚI L- PHENYLALANIN VÀAXETYL AXETON TRONG DUNG DỊCH NƢỚCĐến tòa soạn 10 - 2 – 2014Lê Hữu Thiềng, Nguyễn Hồng NhungKhoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái NguyênSUMMARYSTUDY ON FORMATION OF MIXED LIGAND COMPLEXES BETWEEN Er, Tm, Yb WITHL – PHENYLALANINE AND ACETYL ACETONE IN AQUEOUS SOLUTIONS.The stability constants of the mixed ligand complexes and ligand complexes formedbetween Er3+, Tm3+, Yb3+ with L – phenylalanine and acetyl acetone were determinedsimple by potentiometric titration in aqueous solution. The reactions were studied attemperature (25 ÷ 450C), ionic strength I = 0,1. The complexes following 1:2proportion have forms of LnPhe2+, LnAcAc2+, Ln(AcAc)2+, the best formation ofcomplexes occurs in the ranger of pH from 6 to 8; following 1:2:2 proportion haveforms of LnPheAcAc+;the best formation of complexes occurs in the range of pH from 7to 9. The standard thermodynamic parameters (G0, H0, S0) were calculated todetermine the factors that affect these complexation processes.1. MỞ ĐẦUHiện nay, phức đơn, đa phối tử của cácnguyên tố đất hiểm (NTĐH) với aminoaxit, hỗn hợp các amino axit và aminoaxit với phối tử thứ hai khác đang đượcnghiên cứu tương đối rộng rãi [3, 4, 5, 6,7]. Ngoài xác định hằng số bền của cácphức chất tạo thành, các tác giả cònquan tâm đến các hàm nhiệt động củaphản ứng tạo phức vì thông qua đó chobiết ái lực của các chất tạo phức, độ bềncủa phức chất tạo thành. Trong bài báo22[2], chúng tôi đã nghiên cứu sự tạo phứcđơn, đa phối tử của một số NTĐH (Pr,Nd, Sm) với L – alanin và axetyl axetontrong dung dịch bằng phương phápchuẩn độ đo pH. Trong công trình đó,chỉ xác định hằng số bền của các phứctạo thành và cho biết phức đa phối tửbền hơn phức đơn phối tử. Trong bàibáo này, chúng tôi trình bày kết quả xácđịnh hằng số bền, các hàm nhiệt động∆G0, ∆H0 và ∆S0 của các phản ứng tạophức đơn, đa phối tử giữa các NTĐH(Er, Tm, Yb) với L – phenylalanin vàaxetyl axeton trong dung dịch nước.2. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ2.1. Thiết bị và hóa chất- Thiết bị: Các thí nghiệm được tiếnhành trên máy pH hiệu sensION+ PH3,có độ chính xác 0,01 đơn vị pH. Cácphép đo được thực hiện ở các nhiệt độkhác nhau trong môi trường axit.- Hóa chất: Các dung dịch LnCl3 (Ln: Er,Tm, Yb) được chuẩn bị từ các oxit tươngứng của hãng Wako(Nhật Bản) với độ tinh khiết 99,99%.L - phenylalanin và axetylaxeton củahãng Merck.Các hóa chất khác dùngtrong quá trình thí nghiệm đều có độtinh khiết PA.2.2. Nghiên cứu sự tạo phức đơn phốitử của Er3+, Tm3+, Yb3+ với L –phenylalanin (HPhe) và axetyl axeton(HAcAc).Tiến hành thí nghiệm với tỷ lệ mol Ln3+: HPhe = 1 : 2; Ln3+ : HAcAc = 1 : 2 ởcác nhiệt độ 25, 30, 35, 40, 45 ± 10C, lựcion I = 0,1 (Ln3+ : Er3+, Tm3+, Yb3+).Phương pháp thí nghiệm như [2].- Với phối tử là L – phenylalanin phảnứng tạo phức xảy ra:Ln3+ + Phe- = LnPhe2+k01(1)2++LnPhe + Phe = Ln(Phe)2 k02(2)Tương tự như bài báo [2] chúng tôi chỉxác định được hằng số bền bậc 1 (k01)của phức chất giữa Ln3+ với HPhe.- Với phối tử là axetyl axeton phản ứngtạo phức xảy ra:Ln3+ + AcAc- = LnAcAc2+ k10(3)2++LnAcAc + AcAc = Ln(AcAc)2 k20(4)Dùng phần mềm Excel để tính toán vàsau khi xử lý thống kê thu được kết quảở bảng 1 và 2.Bảng 1: Các giá trị pK của L –phenyalanin và axetyl axeton ở 25, 30,35, 40, 45±1oC, I=0,1.L - phenylalanin axetylaxetont0CpK1pK2pKA1,949,189,40252,069,149,34302,028,919,31351,988,909,28401,838,549,2645Các kết quả này tương đối phù hợp với[1, 8]Bảng 2: Logarit hằng số bền của cácphức chất giữa Er3+, Tm3+, Yb3+ với L –phenylalanin và axety laxeton ở 25, 30,35, 40, 45±1oC, I=0,1.t0C Ln3+ logk01 logk10logk20Er3+5,525,6511,363+25 Tm5,665,9411,563+Yb5,716,2011,883+Er5,425,8211,763+30 Tm5,485,9611,993+Yb5,536,0712,573+Er5,245,8611,603+35 Tm5,286,1311,833+Yb5,406,4611,953+Er4,956,4812,543+40 Tm5,016,5612,703+Yb5,436,7913,053+Er4,966,6312,663+45 Tm5,186,6812,743+Yb5,256,8613,07Kết quả ở bảng 2 cho thấy: khi nhiệt độtăng hằng số bền của các phức chất củacác ion Er3+, Tm3+, Yb3+ với L –23phenylalanin và axetylaxeton tăng. Độbền của phức chất tăng dần từ Er3+ đếnYb3+ hoàn toàn phù hợp với quy luật.- Xác định các hàm nhiệt động G0,H0, S0 của phản ứng tạo phức.Biến thiên năng lượng tự do G0 đượcxác định bởi biểu thức:G0 = -2,303.RTlogk(5)(k là hằng số bền của phức chất; T : nhiệtđộ tuyệt đối, T = t0C+ 273; R = 8,314J.mol-1.K-1)H0 được xác định từ phương trình:d (log k )H odT2,303RT 2(6)logkT2kT1H o  1 1   2,303R  T2 T1 (7)(H0 = const trong khoảng nhiệt độkh ...